Malattie ossee, dallo spazio la nuova frontiera della ricerca

Abbiamo intervistato Riccardo Gottardi, ricercatore presso il ‘McGowan Institute of Regenerative Medicine di Pittsburgh’, che ha sviluppato un bioreattore per studiare nello spazio l'osteoartrosi e l'osteoporosi e, contemporaneamente, gli effetti che su cartilagine e osso hanno i bifosfonati, inibitori della perdita di massa ossea. La sperimentazione verrà attuata sulla Stazione Spaziale Internazionale, dove malattie e terapie farmacologiche saranno indotte e accelerate dalla microgravità.
Giuseppe Nucera, 24 Ottobre 2018
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Videomaker e Comunicatore della Scienza

Riccardo Gottardi, ricercatore RI.MED che lavora presso il Center for Cellular and Molecular Engineering al McGowan Institute of Regenerative Medicine di Pittsburgh, ha sviluppato un bioreattore per studiare nello spazio l’osteoartrosi e l’osteoporosi e, contemporaneamente, gli effetti che su cartilagine e osso hanno i bifosfonati, inibitori della perdita di massa ossea. La sperimentazione verrà attuata sulla Stazione Spaziale Internazionale, dove malattie e terapie farmacologiche saranno indotte e accelerate dalla microgravità.

PERCHÉ UNA SPERIMENTAZIONE NELLO SPAZIO?
La Stazione Spaziale Internazionale offre l’opportunità unica di osservare l’invecchiamento accelerato, rappresentando un modello prezioso di perdita di volume osseo: la sperimentazione in microgravità, infatti, permetterà al team di Gottardi l’osservazione degli effetti che l’osteoartrosi e l’osteoporosi avrebbero sulle ossa nelle condizioni terrestri ma in un arco temporale decisamente maggiore. Ad esempio, tre mesi in microgravità equivalgonoall’evoluzione che l’osteoporosi avrebbe su un individuo in circa 5 anni nelle condizioni terrestri.
Un accelerazione che permetterà anche una migliore osservazione e valutazione delle terapie che potrebbero essere attuate per combattere le malattie che colpiscono il complesso osteo-cartilagineo.

BIOINGEGNERIA E STAMINALI PER STUDIARE IL COMPLESSO OSTEO-CARTILAGINEO
Uno dei principali ostacoli nella comprensione dei meccanismi dell’osteoporosi, come nella ricerca di farmaci che possano ripristinare la cartilagine, è l’interazione tra i diversi tessutidell’articolazione, in particolare con l’osso. Condizione che rende molto difficile lo studio separato degli effetti su ciascun tessuto.
Il bioreattore di Gottardi ricrea un ambiente fisiologico, un insieme di ossa e tessuti vascolarizzati, che permette lo studio degli effetti sulla cartilagine e sulle ossa e contemporaneamente la reciproca interazione, ossia come reagisce l’osso quando la cartilagine è danneggiata e viceversa.
L’obiettivo della ricerca è la rigenerazione dei tessuti muscolo-scheletrici a seguito di danneggiamenti causati dall’invecchiamento, quindi nei casi di artrosi e osteoporosi, o da traumi di tipo sportivo. Lo sviluppo di tessuti ingegnerizzati e il ricorso alla medicina rigenerativa permettono di sostituire i tessuti danneggiati senza dover ricorrere a una protesi, o per lo meno, posticipando il più possibile la sostituzione di questi mediante dispositivi artificiali.
Studiando come la formazione dei tessuti avviene in natura, l’obiettivo della ricerca è quello di capire quale segnale dare alle cellule staminali del corpo per stimolare la ricostruzione e il rinforzamento del tessuto naturale; allo stesso tempo costruirne dei nuovi bioingegnerizzati simili a quelli naturali tale da posticipare il ricorso alla protesi.

OSTEOPOROSI, UNA MALATTIA GLOBALE CHE INTERESSA ANCHE LA NASA
L’osteoporosi è un problema globale che sta diventando sempre più importante man mano che la popolazione del mondo cresce e invecchia. Si calcola che al mondo oggi ci sono circa 200 milioni di persone affette da osteoporosi, di cui 75 milioni in Europa, USA e Giappone. Il rischio di una donna di avere una frattura osteoporotica è del 30-40%, mentre recenti studi dimostrano che anche la prevalenza dell’osteoporosi negli uomini è più alta di quanto si pensasse in precedenza, con circa un uomo su cinque colpito.
Nel 2050 saranno 6,3 milioni le fratture di femore a livello globale, un aumento del 400% rispetto ai dati registrati globalmente nel 1990, quando le fratture al femore erano ferme a 1,6 milioni di casi.
Il bioreattore per la generazione di cartilagine e osso ingegnerizzati, sviluppato dal team di Riccardo Gottardi, potrà presto avviare la fase di sperimentazione sulla Stazione Spaziale Internazionale certo non solo per le ricadute sulla terra. L’interesse di Casis (Center for the Advancement of Science In Space), lo spin off della Nasa il cui bando è stato vinto da Riccardo Gottardi nel 2016, è dovuto al fatto che l’osteoporosi è, infatti, uno dei principali problemi connessi alla permanenza nello spazio. Come ci ricorda Gottardi, «in soggetti perfettamente sani, quali sono tipicamente gli astronauti, in assenza di gravità si è osservata una rapida e significativa perdita di tessuto osseo, con gravi rischi di fratture e problemi di circolazione se gli astronauti dovessero affrontare un lungo viaggio interplanetario».

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